Mekanisme cacing dan roda gigi cacing umumnya digunakan untuk mentransmisikan gerakan dan daya antara dua poros yang berpotongan. Pada bidang antara, cacing dan roda gigi cacing dianalogikan dengan roda gigi dan rak, dengan cacing yang bentuknya menyerupai sekrup. Jadi, apa prinsip kerja cacing dan roda gigi cacing?
Dalam mekanisme roda gigi cacing yang umum, poros berpotongan pada sudut 90 derajat, dengan cacing biasanya menjadi komponen penggerak. Secara eksternal, cacing menyerupai baut, sedangkan roda gigi cacing mirip dengan roda gigi silinder heliks. Selama operasi, gigi roda gigi roda cacing meluncur dan berputar di sepanjang permukaan heliks cacing. Untuk meningkatkan kontak antara gigi roda gigi, roda cacing dibuat dengan bentuk busur di sepanjang arah lebar gigi, yang membungkus cacing. Dengan cara ini, jalinan cacing dan roda cacing merupakan kontak garis daripada kontak titik.
Transmisi roda gigi cacing terdiri dari cacing dan roda gigi cacing, dengan cacing umumnya menjadi komponen penggerak. Sama seperti ulir, cacing dapat memiliki spiral tangan kanan atau tangan kiri, dan transmisi cacing disebut sebagai penggerak cacing tangan kanan atau tangan kiri. Cacing dengan ulir heliks tunggal disebut cacing start tunggal, yang berarti bahwa satu putaran penuh cacing mengakibatkan roda gigi cacing berputar sebanyak satu gigi. Jika cacing memiliki dua ulir heliks, itu disebut cacing start ganda, jadi satu putaran penuh cacing mengakibatkan roda gigi cacing berputar sebanyak dua gigi.
Karakteristik transmisi roda gigi cacing:
Rasio Gigi Tinggi:Mereka dapat mencapai rasio roda gigi yang sangat besar dan lebih kompak dibandingkan dengan mekanisme roda gigi heliks poros berpotongan.
Kontak Saluran:Permukaan gigi yang saling bertautan memiliki kontak garis, yang menyediakan kapasitas beban jauh lebih tinggi daripada mekanisme roda gigi heliks poros yang berpotongan.
Operasi lancar:Transmisi roda gigi cacing setara dengan transmisi heliks dan melibatkan penyambungan multi-gigi, sehingga menghasilkan transmisi yang halus dan kebisingan yang rendah.
Mengunci sendiri:Bila sudut depan cacing lebih kecil dari sudut gesekan ekuivalen gigi roda gigi yang saling bertautan, mekanisme tersebut memiliki sifat penguncian otomatis. Hal ini memungkinkan penguncian otomatis terbalik, yang berarti cacing dapat menggerakkan roda cacing, tetapi roda cacing tidak dapat menggerakkan cacing. Misalnya, pada mesin pengangkat, mekanisme cacing pengunci otomatis dapat memberikan perlindungan keselamatan.
Efisiensi Rendah dan Keausan Tinggi:Efisiensinya relatif rendah karena kecepatan geser relatif tinggi antara gigi yang saling bertautan, yang mengakibatkan kehilangan gesekan dan keausan yang signifikan. Kecepatan geser yang tinggi juga menyebabkan keausan permukaan gigi yang parah dan pembentukan panas. Untuk meningkatkan pendinginan dan mengurangi keausan, bahan anti-aus berkualitas tinggi dan pelumasan sering digunakan, yang meningkatkan biaya.
Gaya Aksial Besar:Cacing mengerahkan gaya aksial yang signifikan.
Pada transmisi roda gigi cacing, mode kegagalan umum untuk gigi roda cacing meliputi pengelupasan, keausan, pengelasan, dan fraktur pembengkokan gigi. Karena efisiensi rendah, kecepatan geser tinggi, dan kecenderungan untuk menghasilkan panas, pengelasan dan keausan lebih umum terjadi. Untuk menghindari pengelasan dan mengurangi keausan, material harus memiliki sifat antigesekan, tahan aus, dan antipengelasan. Biasanya, roda cacing terbuat dari baja karbon atau baja paduan, dengan permukaan heliks yang diberi perlakuan panas (misalnya, pendinginan dan karburisasi) untuk mencapai kekerasan tinggi (HRC 45–63), dan kemudian digiling atau diasah untuk meningkatkan kapasitas beban. Roda cacing sebagian besar terbuat dari perunggu, dan terkadang kuningan atau besi tuang untuk transmisi kecepatan rendah yang tidak kritis. Untuk mencegah pengelasan dan mengurangi keausan, metode pelumasan yang baik dengan aditif antipengelasan harus digunakan. Tidak ada metode perhitungan yang matang untuk pengelasan dan keausan pada penggerak cacing. Tegangan kontak pada permukaan gigi merupakan faktor utama yang menyebabkan pengelasan dan keausan permukaan, sehingga perhitungan kekuatan kontak tetap mendasar. Dalam beberapa kasus, kekuatan pembengkokan gigi mungkin juga perlu diverifikasi. Roda gigi cacing umumnya tidak memerlukan perhitungan kekuatan untuk gigi, tetapi perlu untuk memverifikasi kekuatan dan kekakuan poros cacing. Untuk transmisi tertutup, perhitungan keseimbangan termal harus dilakukan. Jika perhitungan keseimbangan termal tidak memuaskan, sirip pendingin atau perangkat pendingin paksa dapat ditambahkan ke casing luar. Transmisi roda gigi cacing umumnya digunakan dalam aplikasi dengan poros berpotongan, di mana rasio transmisi tinggi diperlukan, atau untuk mentransmisikan daya yang relatif rendah atau pekerjaan terputus-putus. Ketika transmisi daya tinggi diperlukan, efisiensi sering ditingkatkan dengan memilih Z1=2–4. Selain itu, karena penguncian sendiri terjadi dengan 1 yang lebih kecil, roda gigi cacing sering digunakan dalam mesin pengangkat seperti derek untuk perlindungan keselamatan. Mereka juga banyak digunakan dalam peralatan mesin, mobil, instrumen, mesin metalurgi, dan mesin atau peralatan lain karena pengurangan konsumsi daya.
